Расчет горения топлива. Расчет времени нагрева по зонам печи, страница 4

t^т_ср=0,25∙(t^ч_пов+t^н_ц+t^н_пов+ t^н_ц),                                                                                  (55)

t^к_ц=(900-1000)ºС

t^т_ср=0,25 ∙ (1200+279,6+1200+1000) =920 ºС.

Находим парицательное давление Р_со2 и Р_н2о, кПа

Р_СО2=98,1∙СО₂=98,1∙0,108 =10,5 кПа;

Р_Н2О=98,1∙Н₂О=98,1∙0,103 =10,0 кПа.

Находим произведение парицательного давления и эффективной длины луча Р_СО2∙s^т_эф, Р_Н2О∙s^т_эф, кПа∙м

Р_СО2∙s^т_эф=10,5 ∙1,3 =13,6 кПа∙м,

Р_Н2О∙s^т_эф=10,0 ∙1,3=13 кПа∙м.

По номограмме находим степень черноты дымовых газов и поправочный коэффициент ε_СО2, ε_Н2β

ε_СО2=0,12; ε_Н2О=0,13; β=1,05.

Находим степень черноты дымовых газов ε^m

ε^m= ε_СО2 + ε_Н2О∙β,                                                                                                    (56)

ε^m=0,12+0,13∙1,05=0,26.

Находим приведенную степень черноты рассматриваемой систем

ε^т_пр=ε_м∙,                                                                   (57)

ε^т_пр=0,8 =0,4.

Определяем средний по длине томильной зоны коэффициент теплоотдачи излучением α^т_изл, Вт/(м²∙К⁴)

α^т_изл=C_о∙ε^т_пр∙,                                             (58)

где С_о – константа излучения черного тела; С_о = 5,67 Вт/м² ∙ К⁴, 

Т_г – средняя температура металла в томильной зоне, К,

Т^н_м – температура металла в начале нагрева, К,

Т^к_м–   температура металла в конце нагрева, К,

t _г – средняя по длине томильной зоне температуры газа, ºС,

t _м^н–   начальная   температура поверхности металла в томильной зоне, ^ºС,

t^к_м– конечная температура металла в томильной зоне, ^ºС.

α^т_изл=5,67∙0,3∙=242,3 Вт/(м²∙К⁴).

Определяем температурный критерий Q и Bi

Q^т_пов=,                                                                                                 (59)

Q^т_пов= =0,9.

Bi=,                                                                                                         (60)

Bi==0,74.

По найденным значениям Q и Bi по номограмме для поверхности пластины находим критерий Фурье

F_о=0,5.

Определяем время нагрева в томильной зоне τ _т,ч

τ _т = F_о∙,                                                                                                                       (61)

где а - коэффициент температуропроводности, м²/с; а=5,67∙10^-6 м/с  [4]

τ _т=0,5 ∙ 0,2ч.

Определяем полное время пребывания металла в печи τ_общ,ч

τ_общ= τ_м+τ _св +τ _т.                                                                                                (62)

τ_общ= 2,4 + 0,2 + 0,2 =2,8ч.

1.5 Уточнение размеров печи

Уточняем длину активного пода печи. Для   этого     предварительно определяем емкость печи и число заготовок одновременно находящихся в печи.

Определяем емкость печи G,т

G=Р∙τ_общ,                                                                                                                                                                                (63)

где Р – производительность печи, т/ч,

τ_общ – общее время пребывания металла в печи, ч.

G= 45 ∙ 0,6= 27т.

Находим массу одной заготовки m_заг,кг

m_заг=b∙h∙ℓ∙ρ,                                                                                                            (64)

где b,h,ℓ - линейные размеры заготовки, м

ρ-плотность заготовки, кг/м;  ρ=7800 кг/м      [4]

m_заг=0,15∙0,15∙3,0∙7800=526,5 кг.

Определяем число заготовок n, шт

n=,                                                                                                                    (65)

где m_заг-масса заготовки,кг,

G-емкость печи,кг, 

n== 24шт.

При однорядном расположении заготовок общая длина печи La,м

L_а= b∙n,                                                                                                                    (66)

где b- ширина заготовки, м.

n- количество заготовок в ряду, шт,

L_а=0,15∙24=24м.

Находим площадь печи F,м²

F=B_a∙L_а                                                                                                                    (67)

где B_a-ширина активного пода печи, м,

F=3,6∙ 24=86,4м².

Определяем длину печи в методической зоне L_м, м

L_м=,                                                                                                               (68)

L_м=  =20,6м.

Определяем длину печи в сварочной зоне L_св, м

L_св=,                                                                                                              (69)

L_св=  =6,8м.

Определяем длину печи в томильной зоне  L_т, м

L_т=,                                                                                                               (70)

L_т=  =1,7м.

Определяем общую длину печи L_а,м

L_а= L_м+ L_св+L_т =20,6 + 1,7+ 1,7 =24 м.